Kubernetes概述

• 回顾历史
• 你为什么需要Kubernetes,它能为我们做什么
• Kubernetes不适宜的场景
• 接下来的内容

Kubernetes是一个可移植的、可扩展的开源平台，用于管理容器化的场景和服务，Kubernetes有利于声明性的配置和自动化运维。Kubernetes拥有庞大的，快速发展的生态系统。Kubernetes拥有广泛的服务，支持和工具。
Kubernetes的名字源于希腊，它的含义是舵手和飞行员。google在2014年开源了该项目。Kubernetes构建在google的15年大规模生产环境部署运维的经验上，同时结合和社区的创意和经验。

回顾历史

我们通过回顾历史来阐述为什么Kubernetes的意义

传统部署应用方式：早期，企业在物理机上部署应用程序。在这种部署模式下，无法限制应用程序使用物理机的资源、并且导致了资源分配的问题。例如，如果物理机上运行多个应用程序，可能存在一个应用程序占用过多的物理机资源，从而造成其他的应用程序性能下降。该问题的解决方案是在不同的物理机上运行每一个应用程序，这种方式资源利用率低，并且不能扩展、企业维护大量的物理机的运维成本很高。

虚拟机部署应用方式：为了解决传统部署应用带来的问题，引入了虚拟化的解决方案。它允许你在单一的物理机上运行多个虚拟机。虚拟化能够在多个虚拟机之间进行隔离，并且提供一定程度的安全性，使得不同的虚拟机之间不能自由访问对方。虚拟化能够更好的利用物理机资源，并且提供了可扩展性，因为添加和更新应用程序更加方便，同时降低了硬件成本。每个VM都是在硬件虚拟化上运行所有的组件，包括其自己的操作系统。

容器化部署方式：容器类似于VM，但是他们具有宽松的隔离属性，可在应用之间共享操作系统。所以，容器被认为是轻量化的。和VM类似，容器具有自己的文件系统、CPU、内存和进程空间等。容器和底层基础架构分离，它们可以跨云和OS进行移植。
容器越来越受到欢迎，它可以给你带来很多好处，下面列出容器的一些优势：

• 敏捷的应用程序构建和部署。和VM镜像相比，构建容器镜像更加容易和便捷。
• 持续开发、集成和部署。通过快速和简便的回滚，提供了可靠和快捷的容器的构建和部署。
• dev和ops分离的考虑。在构建和发布时创建容器镜像，从而将应用程序和基础架构分离。
• 可观测性。不仅仅是OS级别的监控指标，还可以显示应用程序的健康状况和其他信息。
• 开发、测试和生产的环境一致性。在笔记本电脑上运行和在云上运行一致。
• 云和OS发布的可移植性。可以在Ubuntu, RHEL, CoreOS, on-prem, Google Kubernetes Engine等上运行
• 以应用为中心的管理。提高抽象层次，从虚拟化硬件上运行操作系统到使用逻辑资源在OS上运行应用程序
• 松耦合、分布式、弹性，开放的微服务。应用程序被拆分为更小的独立单元，可以动态部署和管理，而不是单体应用
• 资源隔离。可预测的应用性能
• 资源利用，高效和高密度的利用资源。

我们为什么需要Kubernetes，它能做什么

容器是运行应用程序的一种好的方式，在生产环境中，你需要管理运行应用程序的容器，并且确保它不宕机，如果一个容器宕机，需要启动另外一个容器来补充。如果系统处理这种情况，是不是使生产环境运维更加容易？
Kubernetes为您提供了一种弹性运行分布式系统的架构。Kubernetes负责您的应用扩展需求，故障转移，部署模式等。例如，Kubernetes可以轻松的管理系统金丝雀部署。
Kubernetes提供了如下功能：

• 服务发现和负载均衡
  Kubernetes可以通过DNS的名称或者容器的IP对外暴露服务，如果请求量比较大，Kubernetes能够负载均衡和分配请求来确保部署的稳定。
• 存储编排
  Kubernetes允许你自动挂载您选择的存储系统，例如本地存储，公有云提供商。
• 自动部署和回滚
  你可以使用Kubernetes描述你部署应用的期望状态，并且以受控的速率将实际状态修改成期望的状态。例如，你可以自动让Kubernetes为您的部署创建新的容器，移除现有的容器并将所有的资源用于新的容器。
• 自动装箱
  Kubernetes允许指定每个容器的CPU和内存的需求，当容器指定了资源请求时，Kubernetes可以更好的管理容器的资源。
• 自我恢复
  Kubernetes重启宕机的容器，替换容器，杀死无法响应用户自定义健康检查的容器。
• 秘钥和配置管理
  Kubernetes允许你存储和管理敏感的信息，例如密码，OAuth tokens和ssh keys。你可以部署和更新应用程序配置，而不用重新构建容器的镜像，也不需要在您大量配置中暴露您的秘钥。

Kubernetes不是什么

Kubernetes不是传统的，包罗万象的Paas系统，因为Kubernetes运行在容器层次而不是硬件层次，它提供Paas产品的一些通用的功能，例如部署、扩展、负载均衡、日志和监控。然而，Kubernetes并不是一个庞大的系统，这些默认的功能是可选的和可插拔的，Kubernetes提供了构建开发者平台的可选的能力，在重要的地方保留了用户的选择和灵活性。
Kubernetes：

• Kubernetes不限制支持的应用的类型，Kubernetes目标是支持各种运行场景，包括无状态的应用场景、有状态的应用场景、数据处理应用场景，如果应用程序可以在容器中运行，那么它应该在Kubernetes中运行的很好。
• 不部署源代码和不构建您的应用程序，持续集成、交付、部署(CI/CD)的工作流程由企业的约定规则和技术要求来决定。
• 不提供应用程序层次的服务，例如中间件（例如消息总线），数据处理框架（例如spark），数据库（例如mysql），缓存，分布式存储（例如Ceph）来作为内置的服务，这些组件可以在Kubernetes中运行，或者通过方便的机制（例如Open Service Broker）能够让运行在Kubernetes中的容器访问。
• 并不指定日志、监控、报警系统，它提供了一些概念的集成组件，一种机制来采集、暴露指标。
• 不提供，更没有强制规定一种配置语言。它提供一种声明式的API，通过任意形式的声明性规范来实现。
• 没有提供或者采用任何全面的机器配置，维护，管理或自我修复系统。
• 此外，Kubernetes不仅仅是一个编排系统，事实上，它消除了编排的需求。编排的技术性定义是执行定义的工作流程。首先做A，然后做B，最后做C。相反，Kubernetes由一组独立的，可组合的控制处理器组成。这些控制处理器将容器的当前状态更改成你所期望的状态。你不用关心如果从A到C。集中的控制系统是不需要的，这使得系统更容易使用、更强大、更健壮、更有弹性、并且可以扩展。